Supermateriál pro budoucnost: Hořčík!

Stoupající náklady na pohonné hmoty a jejich klesající zásoby, nutí vědce a technology hledat co nejlehčí materiály pro výrobu aut, letadel a dalších dopravních prostředků. Doslova zázraky se nyní čekají od hořčíku (Mg).

Zatím je největším zádrhelem výroba takové hořčíkové slitiny, která by snesla průmyslové výrobní procesy.Stoupající náklady na pohonné hmoty a jejich klesající zásoby, nutí vědce a technology hledat co nejlehčí materiály pro výrobu aut, letadel a dalších dopravních prostředků. Doslova zázraky se nyní čekají od hořčíku (Mg). Zatím je největším zádrhelem výroba takové hořčíkové slitiny, která by snesla průmyslové výrobní procesy.

Čistý hořčík, nazývaný také magnézium, hoří za vysokých teplot oslnivým bílým světlem. Proto je tolik využíván jako součást směsí pro výrobu ohňostrojů. Většina z nás jej dobře zná i z efektních pokusů ve školních laboratořích.

Čím ale hořčík tak učaroval vědcům?

Hořčík je všude kolem násPotřeba snižovat hmotnost dopravních prostředků je stále naléhavější a hořčík se jeví jako vysoce efektivní a navíc ekologický kov. Co ale vědce nejvíce zajímá, je jeho hustota.

Hořčík je neobyčejně lehký. V porovnání s hliníkem je jeho hustota o 30 % nižší, a hmotností se tak vyrovná některým odlehčeným plastům. Přitom je vysoce pevný. Velkou roli hraje i snadná dostupnost hořčíku, je totiž šestým nejběžnějším prvkem v zemské kůře a vyskytuje se prakticky po celém světě v obrovském množství.

Vzhledem k tomu, že hořčík velmi snadno reaguje s dalšími prvky, vyskytuje se v přírodě pouze ve sloučeninách. Hořčík je však i důležitou součástí rostlin. Ve všech zelených rostlinách je totiž součástí chlorofylu.

Revoluce v automobilovém průmyslu?V současné době se zkoumají vlastnosti hořčíku zejména pro jeho využití v automobilových bateriích, které jsou zbytečně těžké a zvyšují spotřebu u aut. U baterií hraje velkou roli také možnost jejich recyklace, což je dosud u běžných olověných baterií nemalým problémem.

Hořčík je snadno recyklovatelný a ani jeho zbytky by nijak nezatěžovaly přírodní prostředí. V současné době je podíl hořčíku ve slitinách, používaných k výrobě autodílů, zhruba pouhých 5–7 kilogramů.

Výrobci automobilů však mají již dnes plány na zvýšení podílu hořčíku v autech až na 160 kilogramů, což by zvýšilo účinnost paliva asi o 1 %.

Na hořčík čeká i elektronika a strojírenstvíJak slibně vypadá použití hořčíku v akumulátorech, tak se očekává jeho využití i v palivových a fotovoltaických článcích, a vzhledem k jeho velmi dobrým elektromagnetickým a vysokofrekvenčním vlastnostem i v mobilních telefonech, osobních počítačích, fotoaparátech a dalších výrobcích.

Hořčík je rovněž horkým kandidátem na to, aby nahradil i kovové prvky, používané ve strojírenském průmyslu. Vědci však musejí nejprve lépe prozkoumat jeho mechanické, chemické a fyzikální vlastnosti.

Těžko se dá formovatJedním z největších omezení, které stojí v cestě širšímu využití hořčíku, je jeho poměrně nepružná hexagonální struktura, která působí problémy při lisování a obrábění. Hliníkové nebo ocelové plechy se snadno tvarují a stačí jednoduchá lisovací forma, abychom dostali během pár vteřin například požadovaný díl karoserie auta.

Hořčík tomu ale vzdoruje a chce po technolozích posílení struktury. To ovšem není tak jednoduché, jak by se zdálo. Vědci už sice přišli na způsob, jak to udělat pomocí kovových slitin, obsahujících hořčík a další kovy.

Jde jen o to najít správnou kombinaci do takovéto slitiny. Zatím je totiž hořčík pěkně vzdorovitý a vyžaduje posílení struktury za pomoci pěkně drahých příměsí, jako je neodym, yttrium, lanthan a další.

V současné fázi výzkumu by využití těchto vzácných kovových prvků výrobu automobilů spíše zdražilo než zlevnilo. Zdá se, že se však blýská na lepší časy. Vědci nedávno vytvořili první slitinu na bázi hliníku, vápníku a hořčíku, která by tvrdým podmínkám vyhovovala.

Pomohou počítačové modelyHořčík čeká bezesporu slibná budoucnost a ty pravé objevy teprve přijdou. Aby se vynořily co nejdříve, využívají vědci a inženýři počítačového modelování struktur jednotlivých slitin, což nesmírně urychluje výzkum.

Pomocí těchto modelů mohou předvídat a dokonce i testovat silné i slabé stránky nových slitin, aby se co nejvíce zrychlila inovace materiálů. Protože však každé modelování pouze určitým způsobem simuluje skutečnost a v reálu se může slitina chovat odlišně, musí se počítačový model ověřit pomocí řady experimentů.

Autor: Pavel Přeučil
Rubriky:  Technologie
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Experimenty na mezinárodní vesmírné stanici s pomocí Česka

Experimenty na mezinárodní...

Létání do vesmíru i pobyt v něm se už brzy stane pro astronauty...
Siemens představil ultra výkonnou dobíjecí stanici

Siemens představil ultra výkonnou...

Společnost Siemens Smart Infrastructure představila novou ultra výkonnou dobíjecí...
Úspěch českého SPACE týmu společnosti Atos

Úspěch českého SPACE týmu...

Český SPACE tým společnosti Atos se bude podílet na vývoji testovacího zařízení...
Budoucnost Cadillacu: Bude se létat a jezdit bez řidiče

Budoucnost Cadillacu: Bude se...

„Obyčejnému“ luxusu zvoní umíráček. Americká automobilka...
Rok 2021 a připojení 15 nových jaderných bloků

Rok 2021 a připojení 15 nových...

Celkem 15 nových jaderných bloků o souhrnném instalovaném výkonu přes...
Telemedicína je dobrý sluha, ale špatný pán

Telemedicína je dobrý sluha, ale...

Pandemie koronaviru prohnala české zdravotnictví „urychlovačem“ a definitivně...
Češi a jejich kladivo na fake news

Češi a jejich kladivo na fake news

„Známá byla na testech, nevydržela čekat ve frontě, a šla domů, přesto dostala...
Jak se u nás testují Chytré silnice?

Jak se u nás testují Chytré...

O překážce na silnici víte dřív, než ji uvidíte. Krátce před úsekem,...
Projekt Crocodile: O bouračce v Česku ví i Bulhar

Projekt Crocodile: O bouračce v...

Ve světě vládne síla informace. A vůbec nejlepší je taková, která je srozumitelná. Staré...
Autonomní robot jako přehlížený spolubojovník: Důvěru vojáků v technologii má obnovit společný výcvik

Autonomní robot jako přehlížený...

Úzké propojení robotiky s armádou má trhlinu. Stroje, které jsou pověřeny...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Vědci poprvé upravili chmel moderní technologií CRISPR

Vědci poprvé upravili chmel...

Více léčivých látek a hořkých kyselin v chmelu chtějí docílit vědci z...
Obludárium Jurského světa: Který byl největší či nejdravější?

Obludárium Jurského světa: Který byl...

Dinosauři sice žili před desítkami miliony let, ale fascinují nás...
Kde je největší prádelna na světě?

Kde je největší prádelna na světě?

Nacpat prádlo do bubnu, přidat prací prostředek, zvolit program a...
Jak vybrat ty nejlepší spermie?

Jak vybrat ty nejlepší spermie?

Při umělém oplodnění lékaři vybírají ty nejkvalitnější spermie, aby měl proces co...
Krásná válka: Herecké sexbomby těší vojáky v zákopech

Krásná válka: Herecké sexbomby...

Může se zdát, že přináší jen smrt a utrpení, když ale na pódiu napochodují...
Co zachrání lidstvo? 250 miliónů semen!

Co zachrání lidstvo? 250 miliónů...

Kdyby došlo k největší katastrofě a z planety by zmizely všechny rostliny a...
Úspěch českého SPACE týmu společnosti Atos

Úspěch českého SPACE týmu...

Český SPACE tým společnosti Atos se bude podílet na vývoji testovacího zařízení...
Popravčí Karel Huss: Špatné stínal, dobré léčil

Popravčí Karel Huss: Špatné stínal,...

Sotva potřetí zaťukal, dveře se otevírají. „Rychle dovnitř,“ pobídne ho...
Siemens představil ultra výkonnou dobíjecí stanici

Siemens představil ultra výkonnou...

Společnost Siemens Smart Infrastructure představila novou ultra výkonnou dobíjecí...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.